变压器套管绝缘在线监测系统使用说明书

一、概述

变压器套管绝缘在线监测系统用于主变三相套管的介损连续测量，是保障变压器安全运行的重要在线监测设备。

高压套管在交流电压作用下，绝缘体内部会产生介质损耗。理想状态下容性电流只产生能量转移而无损耗，但实际中绝缘体会将部分电能不可逆地转化为热量，这种损耗称为介质损耗。介质损耗过大会导致电介质温度升高、老化加速，严重时可导致热击穿，丧失绝缘性能。因此，介质损耗的大小是衡量绝缘性能的一项重要指标。

本系统采用一体化结构，基于傅立叶变换数字滤波技术，实现全自动智能化测量，在强干扰环境下测量数据依然非常稳定。测量结果由大屏幕液晶实时显示，并可通过网络通讯上传至后台服务器进行综合分析和集中监控。

二、产品用途

本系统专门用于变压器三相套管绝缘状况的在线连续监测，可实时测量以下参量：

套管电容量（Cx）

介质损耗值（tanδ）

末屏电流

变压器顶层油温

外界温湿度

PT二次电压

适用于变电站主变压器套管的长期在线监测，可有效发现变压器内部绝缘隐患，保障设备安全运行。

三、产品特点

本系统由以下六个部分组成：

1. 末屏电流采集单元

根据变压器套管末屏结构，配备专用连接件。采集单元内部集成限压保护电路及雷电冲击保护电路，具有良好的屏蔽保护作用，有效避免引入外界干扰信号，确保采集信号的纯净可靠。

2. PT二次电压采集单元

连接中控室内相应的PT接线端子，通过电缆将电压信号引至监测装置内部端子，为介损计算提供精确的电压基准。

3. 数据测量及系统控制单元

安装在变电站电气设备运行现场，每三台变压器（单相变压器）安装一套。该单元可就地监测变压器套管的绝缘特征参量，通过计算处理把测量结果就地显示，并以数字方式通过通讯总线传送到变电站后台服务器。

该单元在电流信号采集通道及PT电压信号采集通道基础上，附加1路温度采集通道，对监测数据进行实时修正，综合分析采集信息，精确反映套管绝缘状况。具有长期工作的稳定性，能有效抑制谐波干扰的影响。

4. 就地显示单元

采用320×240大屏幕白底黑字液晶显示屏，考虑现场太阳直射环境，确保户外清晰可读。可实时显示套管电容量Cx、介质损耗值tanδ、末屏电流等数值，并配置按键实现相关参数调整。

5. 网络通讯单元

支持RS485、RS232、USB、光口等多种接口，支持Modbus RTU、IEC61850等多种通讯规约，可在总服务器上实现所有现场变压器套管绝缘状况的综合分析与集中监控。

6. 后台分析管理软件

采用智能软件分辨系统，实现全天候实时在线监测。操作界面友好，基于先进的监测原理及软硬件优化设计，能有效滤除各种干扰，可靠发现变压器内部隐患。

四、技术优势

本系统采用电压电流矢量计算法，与市面上常见的和电流法相比，具有显著优势：

和电流法（对比参考）

优势：安装操作简单，成本相对较低。

缺点：抗干扰能力差，受环境干扰影响大；仪器灵敏度低，有时甚至无法检测，稳定性差；无法确定故障相，不适用于单相变压器在线监测。

电压电流矢量计算法（本系统采用）

通过对主变三个单相套管的末屏电流信号及PT二次电压信号进行连续测量，测量电路采用傅立叶变换滤掉干扰，分离出信号基波，对电压检测信号和电流检测信号进行多次矢量运算，计算出电容量及介质损耗因数tanδ。

具体优势如下：

抗干扰能力强，在电流谐波达到50%时仍能保证测量准确度

可精确确定故障相，适用于单相变压器在线监测

灵敏度高，稳定性好

末屏保护装置

套管末屏信号通过末屏电流采集器取样并送至监测装置，为防止开路影响套管及变压器安全，加装了专用保护装置。该保护装置历经750kV、500kV产品试验检验，设计和加工水平已达到国际同等水平，确保变压器安全可靠运行。

温度修正功能

附加1路温度采集通道，对监测数据进行实时修正，综合分析采集信息，精确反映套管绝缘状况。

监测信号量多

能实时在线监测套管末屏电流值、PT二次电压值、变压器顶层油温值、外界温湿度值、套管介损值、套管电容值。

不停电维修

测量单元与一次设备连接安全可靠，可在不停电情况下对监测装置进行检修和维护。

五、主要技术参数

准确度：

Cx：±（读数×1% ±2pF）

tanδ：±（读数×1% ±0.0005）

抗干扰指标：电流谐波达到50%时仍能达到上述准确度

电容量范围：3～700pF

tanδ范围：不限，分辨率0.001%

末屏电流范围：0mA～30mA

PT电压范围：0V～250V

报警设定：根据用户要求设定

数据存储：可存储两年以上数据

保护电路：浪涌电流保护

输入电源：180V～270VAC，50Hz/60Hz±1%

环境温度：-20℃～70℃

六、注意事项

安装前请确认所有接线正确，特别是末屏电流采集单元和PT二次电压采集单元的连接不可接反。

末屏保护装置为安全关键部件，严禁拆除或短接，否则可能导致套管开路，危及变压器安全。

通讯接口的选择应与后台系统匹配，推荐使用RS485或光口进行远距离传输。

系统运行环境温度为-20℃～70℃，请确保安装位置满足此要求。

数据存储周期为两年以上，建议定期导出数据进行备份。

报警阈值请根据被测变压器的实际运行参数合理设定，避免误报或漏报。

本说明书最终解释权归仪器制造商所有，如有技术更新，以最新版本为准。

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